1、高三物理高考復(fù)習(xí),第16章物理實(shí)驗(yàn),第2講 力學(xué)實(shí)驗(yàn),1力學(xué)實(shí)驗(yàn)部分要求掌握的知識(shí)點(diǎn)有： (1)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) (2)探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 (3)驗(yàn)證力的平行四邊形定則 (4)驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律 (5)探究動(dòng)能定理 (6)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 (7)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 (8)利用單擺測(cè)重力加速度,2力學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn) (1)在力學(xué)實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的應(yīng)用非常廣泛，在七個(gè)實(shí)驗(yàn)中有五個(gè)實(shí)驗(yàn)用到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器涉及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及其紙帶數(shù)據(jù)分析的試題幾乎年年都考，應(yīng)引起足夠重視 力學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新也是高考的熱點(diǎn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)考查以分組或演示實(shí)驗(yàn)為背景，考查對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的領(lǐng)悟情況，靈活運(yùn)用學(xué)過(guò)的實(shí)驗(yàn)方法完成新的實(shí)驗(yàn),(2)

2、力學(xué)實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)的處理，作圖法應(yīng)用較多，用作圖法處理數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是直觀、簡(jiǎn)便，能有效地減少偶然誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響由圖線的斜率、截距、所包圍面積和圖線的交點(diǎn)等可以研究物理量之間的變化及其關(guān)系對(duì)此應(yīng)多加訓(xùn)練，熟練掌握,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,是一種能測(cè)量微小時(shí)間間隔的紙帶式記錄儀器。,構(gòu)造,實(shí)驗(yàn)室常用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是4V6V、50Hz的正弦交流電，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期（即打點(diǎn)時(shí)間間隔）為0.02s。,紙帶的兩類基本問(wèn)題：,加速度和瞬時(shí)速度求法,加速度的方法：,（1）用“逐差法”求加速度：即根據(jù)s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔）求出,求加速度的方法：,（2）用v-t圖

3、法：,即先根據(jù) 求出打第n點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí) 速度，后作出v-t圖線，,圖線的斜率即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。,某同學(xué)在做“測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”實(shí)驗(yàn)時(shí)，從打下的若干紙帶中選出了如圖所示的一條（每?jī)牲c(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫出來(lái)），圖中上部的數(shù)字為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz。 由這些已知數(shù)據(jù)計(jì)算： 該勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a=_m/s2。 與紙帶上D點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v=_ m/s。 （答案均要求保留3位有效數(shù)字）,1.93,1.39,實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒 定律,實(shí)驗(yàn)原理,在自由落體運(yùn)動(dòng)中，若物體下落高度h 時(shí)的速度為v ,則,實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)器材,實(shí)驗(yàn)器材：打

4、點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙、重錘、刻度尺、鐵架臺(tái)（帶鐵夾）、學(xué)生電源等。,夾子,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,紙帶,重物,鐵架臺(tái),4、選擇合適的紙帶，處理數(shù)據(jù)。,3、更換紙帶，重復(fù)幾次。,1、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，把紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔。,實(shí)驗(yàn)步驟,2、用手提(用夾夾)著紙帶使重物?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近。然后先接通電源，再松開(kāi)紙帶，讓重物自由下落。,問(wèn)題1,本實(shí)驗(yàn)要不要測(cè)量物體的質(zhì)量？,無(wú)需測(cè)量物體的質(zhì)量,如果實(shí)驗(yàn)要求計(jì)算勢(shì)能和動(dòng)能的具體數(shù)據(jù)，那就必須要知道物體的質(zhì)量。,問(wèn)題2,起始點(diǎn),紙帶上的頭兩個(gè)點(diǎn)間的距離應(yīng)接近2mm。,如何選取合適的紙帶？、,思考,可以回避起始點(diǎn)嗎（

5、即處理紙帶時(shí)可以不用到起始點(diǎn)嗎）?,我們可以選取A、B兩點(diǎn)，比較它們的機(jī)械能EA和EB。若以點(diǎn)B為0 勢(shì)能點(diǎn)，則有： EKAmghEKB,問(wèn)題3,如何測(cè)量物體的瞬時(shí)速度?,做勻變速運(yùn)動(dòng)的紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于相鄰兩點(diǎn)間的平均速度。,思考,這種方法是根據(jù)機(jī)械能守恒定律得到的，而我們的目的就是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，所以不能用。,注意事項(xiàng),4、實(shí)驗(yàn)用的紙帶一般小于1m ，從起始點(diǎn)開(kāi)始大約能打出20 個(gè)點(diǎn)左右。末位置的點(diǎn)可選擇倒數(shù)第一個(gè)點(diǎn)或倒數(shù)第二個(gè)點(diǎn)，從這一個(gè)點(diǎn)向前數(shù)46 個(gè)點(diǎn)當(dāng)初位置的點(diǎn)，可以減小這兩個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度以及兩點(diǎn)之間距離（高度h）測(cè)量的誤差。,1、安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，必須使兩紙帶限位孔在

6、同一豎直線上，以減小摩擦阻力。,2、應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物，增大重力可可使阻力的影響相對(duì)減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減小。,3、選用紙帶時(shí)應(yīng)盡量挑選第一、二點(diǎn)間距接近2mm的點(diǎn)跡清晰且各點(diǎn)呈一條直線的紙帶。,誤差分析,1、偶然誤差： 測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)會(huì)帶來(lái)誤差,2、系統(tǒng)誤差： 實(shí)驗(yàn)中重物和紙帶下落過(guò)程中要克服阻力（主要是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力）做功，故動(dòng)能的增加量EK 必定稍小于勢(shì)能的減少量EP 。,數(shù)據(jù)記錄,可不可以用圖象處理數(shù)據(jù)?,圖象法處理數(shù)據(jù),該圖象的斜率表示什么？,為什么圖象通過(guò)原點(diǎn)？,3+2 P215【例3】,驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)原理 本實(shí)驗(yàn)共有F、m、a三個(gè)參量，探究加

7、速度a與作用力F及物體的質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，應(yīng)用的方法是控制變量法，即先控制一個(gè)參量小車的質(zhì)量m不變，討論a與F的關(guān)系，再控制小桶和砂的質(zhì)量不變，即F不變，改變小車質(zhì)量m，討論a與m的關(guān)系,驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn),主干整合 1本實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要步驟是平衡摩擦力：平衡摩擦力是指小車所受動(dòng)力(重力沿斜面向下的分力)與小車所受阻力(包括小車所受摩擦力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)小車后所拖紙帶的摩擦力)大小相等實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)在小車后拖上紙帶，先接通電源，再用手給小車一個(gè)初速度，若在紙帶上打出的點(diǎn)的間隔基本上均勻，就表明平衡了摩擦力，否則必須重新調(diào)整小木塊的位置，并且注意在平衡摩擦力時(shí)不要把懸掛小桶的細(xì)線系在小車上，即不要給小車

8、加任何牽引力,例(2011杭州模擬)如圖甲所示為“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置,(1)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，打出了一條紙帶如圖乙所示，計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，從比較清晰的點(diǎn)起，每?jī)蓽y(cè)量點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，量出相鄰測(cè)量點(diǎn)之間的距離如圖乙所示，該小車的加速度大小a_m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)收集的數(shù)據(jù)作出的aF圖線如圖丙所示，請(qǐng)寫出一條對(duì)提高本實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議_,驗(yàn)證力的平行 四邊形法則,此實(shí)驗(yàn)是要用互成角度的兩個(gè)力與一個(gè)力產(chǎn)生相同的效果（即：使橡皮條在某一方向伸長(zhǎng)一定的長(zhǎng)度），看其用平行四邊形定則求出的合力與這一個(gè)力是否在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)

9、相等，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等，就驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。,木板一塊，白紙，圖釘若干，橡皮條一段，細(xì)繩，彈簧秤兩個(gè)，三角板，刻度尺，量角器。,【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 驗(yàn)證力的合成的平行四邊形定則。,【實(shí)驗(yàn)原理】:,【實(shí)驗(yàn)器材】:,【實(shí)驗(yàn)步驟】:,1用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的方木板上。,2用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，用兩條細(xì)繩套結(jié)在橡皮條的另一端。,3用兩個(gè)彈簧秤分別鉤住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O（如圖所示）。,4用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)O的位置和兩 條細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧秤 的讀數(shù)。在白紙上按比例作出兩 個(gè)彈簧秤的拉力F1和F2的圖示， 利用刻度尺

10、和三角板根椐平行四 邊形定則求出合力F。,5只用一個(gè)彈簧秤，通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到與前面相同的位置O,記下彈簧秤的讀數(shù)和細(xì)繩的方向.按同樣的比例用刻度尺從O點(diǎn)起做出這個(gè)彈簧秤的拉力F的圖示。,6比較F與用平行四邊形定則求得的合力F，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。,7改變兩個(gè)分力F1和F2的大小和夾角。再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次,比較每次的F與F 是否在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等。,【注意事項(xiàng)】:,1用彈簧秤測(cè)拉力時(shí)，應(yīng)使拉力沿彈簧秤的軸線方向，橡皮條、彈簧秤和細(xì)繩套應(yīng)位于與紙面平行的同一平面內(nèi)。,2同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮條拉長(zhǎng)后的結(jié)點(diǎn)位置O必須保持不變。,3+2 2年模擬題組P57-4,【練習(xí)】在“探究

11、力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖。 （1）圖乙中的F與F兩力中，方向一定沿AO方向的是 , （2）本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是（ ） A理想實(shí)驗(yàn)法 B等效替代法 C控制變量法 D建立物理模型法,B,F,【練習(xí)】在“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上兩根細(xì)繩，細(xì)繩的另一端都有繩套（如圖）實(shí)驗(yàn)中需用兩個(gè)彈簧秤分別勾住繩套，并互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O （1）某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)為： A拉橡皮條的繩細(xì)一些且長(zhǎng)一些，實(shí)驗(yàn)效果較好 B

12、拉橡皮條時(shí)，彈簧秤、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行 C橡皮條彈性要好，拉結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一 位置O時(shí)，拉力要適當(dāng)大些 D拉力F1和F2的夾角越大越好 其中正確的是 (填入相應(yīng)的字母),A B C,（2）若兩個(gè)彈簧秤的讀數(shù)均為4N，且兩彈簧秤拉力的方向相互垂直，則 （選填“能”或“不能”）用一個(gè)量程為5N的彈簧秤測(cè)量出它們的合力，理由是 ,不能,因?yàn)檫@兩個(gè)力的合力大小超出了彈簧秤的量程,探研彈簧彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)原理 利用彈簧懸掛重物靜止時(shí)，彈簧的彈力跟重物所受的重力大小相等，只要測(cè)出每次懸掛重物的重力大小F和彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度x，建立Fx坐標(biāo)，描點(diǎn)作圖，即可探究 主干整合 1實(shí)驗(yàn)中一定要

13、在彈性限度內(nèi)，不能掛過(guò)多的鉤碼，使彈簧超過(guò)彈性限度，損壞彈簧,探究彈簧彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系,2讀取彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度時(shí)，要用三角板，并且視線垂直于刻度，力求讀數(shù)準(zhǔn)確，如圖所示，并且要等鉤碼靜止時(shí)再讀數(shù) 3作圖象時(shí)，不要連成“折線”而應(yīng)盡量讓坐標(biāo)點(diǎn)落在直線上或均勻分布在兩側(cè),例(2011安徽)為了測(cè)量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來(lái)，在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼實(shí)驗(yàn)測(cè)出了砝碼的質(zhì)量m與彈簧長(zhǎng)度l的相應(yīng)數(shù)據(jù)，其對(duì)應(yīng)點(diǎn)已在圖上標(biāo)出(g9.8m/s2),(1)作出ml的關(guān)系圖線； (2)彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)N/m. 解析(1)畫一條直線盡量通過(guò)較多的點(diǎn)，如答案中圖,(1)作出ml的關(guān)系圖線； (

14、2)彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)N/m. 解析 (2)在畫出的圖象上選取較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，用于計(jì)算勁度系數(shù),(2)0.2480.262,研究平拋運(yùn)動(dòng),一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1用實(shí)驗(yàn)方法描出平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡。2從實(shí)驗(yàn)軌跡求平拋物體的初速度。,二、實(shí)驗(yàn)器材,斜槽，木板，白紙，小球，圖釘，鉛筆，有孔的卡片，刻度尺，重錘線。,三、實(shí)驗(yàn)原理,用描跡法,平拋物體的運(yùn)動(dòng)可以看作是兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)：一是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)是豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。令小球做平拋運(yùn)動(dòng)，利用描跡法描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，即小球做平拋運(yùn)動(dòng)的曲線，建立坐標(biāo)系。,測(cè)出曲線上的某一點(diǎn)的坐標(biāo)x和y，根據(jù)重力加速度g的數(shù)值、利用公式 求出小球飛行時(shí)間t，再

15、利用公式 ，求出小球的水平分速度 ，即為小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。,四、實(shí)驗(yàn)步驟,1、安裝調(diào)整斜槽：用圖釘把白紙釘在豎直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法調(diào)整斜槽，即將小球輕放在斜槽平直部分的末端處，能使小球在平直軌道上的任意位置靜止，就表明水平已調(diào)好。,2、調(diào)整木板：用懸掛在槽口的重錘線把木板調(diào)整到豎直方向、并使木板平面與小球下落的豎直面平行。然后把重錘線方向記錄到釘在木板的白紙上，固定木板，使在重復(fù)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，木板與斜槽的相對(duì)位置保持不變。,3、確定坐標(biāo)原點(diǎn)O：把小球放在槽口處，用鉛筆記下球在槽口時(shí)球心在白紙上的水平投影點(diǎn)O，O即為坐標(biāo)原點(diǎn)。,4描繪運(yùn)動(dòng)軌跡：在木板的平面上用手按住卡

16、片，使卡片上有孔的一面保持水平，調(diào)整卡片的位置，使從槽上滾下的小球正好穿過(guò)卡片的孔，而不擦碰孔的邊緣。,用鉛筆在卡片缺口處的白紙上點(diǎn)個(gè)黑點(diǎn)，這就在白紙上記下了小球穿過(guò)孔時(shí)球心所對(duì)應(yīng)的位置。,保證小球每次從斜槽上的同一位置由靜止開(kāi)始滑下，用同樣的方法，可找出小球平拋軌跡上的一系列位置。,5、計(jì)算初速度：取下白紙，以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸，用平滑的曲線把這些位置連接起來(lái)即得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。,用公式xv0t和ygt2/2計(jì)算出小球的初速度v0，最后計(jì)算出v0的平均值，并將有關(guān)數(shù)據(jù)記入表格內(nèi)。,在曲線上選取A、B、C、D、E、F六個(gè)不同的點(diǎn)，用刻度尺和三角板測(cè)出它們的坐標(biāo)x

17、和y。,A,B,C,D,E,F,五.注意事項(xiàng)有：,1斜槽末端必須水平。,2 方木板必須處在豎直面內(nèi)且與小球運(yùn)動(dòng)軌跡所在的豎直平面平行，并使小球的運(yùn)動(dòng)靠近圖板但不接觸。,3坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球在糟口時(shí)球的球心在木板上的水平投影點(diǎn)。,4每次小球應(yīng)從斜槽上的同一位置由靜止開(kāi)始下滑。,5要在平拋軌道上選取距O點(diǎn)遠(yuǎn)些的點(diǎn)來(lái)計(jì)算球的初速度，這樣可使結(jié)果的誤差較小。,3+2 P213-【例2】,3+2 P216-3,例1.(1998年上海)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)描點(diǎn)法畫出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認(rèn)為正確的

18、選項(xiàng)前面的字母填在橫線上： A通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平 B每次釋放小球的位置必須不同 C每次必須由靜止釋放小球 D記錄小球位置用的木條(或凹槽) 每次必須嚴(yán)格地等距 離下降 E小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相觸 F將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點(diǎn)連 成折線,A C E,練習(xí)1.在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，已備有下列器材：白紙、圖釘、平板、鉛筆、弧形斜槽、小球、刻度尺、鐵架臺(tái)，還需要下列器材器材中的： A、秒表 B、天平 C、重錘線 D、測(cè)力計(jì),C,練習(xí)2.在研究平拋物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，如果小球每次從斜槽滾下的初始位置不同，則正確的是 A小球平拋的初速度不同 B小球每次

19、做不同的拋物線運(yùn)動(dòng) C小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間每次均不同 D小球通過(guò)相同的水平位移所用時(shí)間均不同,ABD,練習(xí)3.在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，讓小球多次從斜槽上滾下，在白紙上依次記下小球的位置，某甲和某乙得到的記錄紙分別如圖所示，從圖中明顯看出甲的實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤是 . 乙的實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤是 .,槽底不水平,每次釋放小球的高度不同,練習(xí)4.下列哪些因素會(huì)使本實(shí)驗(yàn)的誤差增大 （ ） A小球與斜槽之間有摩擦 B建立坐標(biāo)系時(shí)，以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn) C安裝斜槽時(shí)其末端不水平 D根據(jù)曲線計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度時(shí)在曲線上取作計(jì)算的點(diǎn)離原點(diǎn)O較遠(yuǎn),BC,練習(xí)5、一學(xué)生做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，畫運(yùn)動(dòng)軌跡只在白紙上畫出

20、了與初速度平行的Ox軸，忘了畫坐標(biāo)原點(diǎn)和Oy軸，而且也只畫出了中間一部分軌跡，如圖所示如何只用一刻度尺得出小球的初速度(不需測(cè)實(shí)際數(shù)據(jù)只用物理量的符號(hào)代表所測(cè)量),測(cè)量方法：(簡(jiǎn)答)_,得到的v0=_,解析:任取水平間距相等的三點(diǎn)1，2，3，如圖示，測(cè)量水平間距s，豎直間距y1、y2,練習(xí)6.(95年高考)在研究平拋物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長(zhǎng)l1.25cm，若小球在平拋運(yùn)動(dòng)中先后經(jīng)過(guò)的幾個(gè)位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計(jì)算式為v0(用l、g表示)， 其值是 (g取9.8ms2),解析：由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,y=gT 2= l,x=v0 T, v

21、0 = x/T=2l /T=,代入數(shù)字 l = 1.25cm=1/80 m,得到 v0 =0.70m/s,0.70m/s,練習(xí)7.一個(gè)同學(xué)在研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，只畫出了如圖所示的一部分曲線，于是他在曲線上取水平距離S相等的三點(diǎn)A、B、C，量得S=0.2m。又量出它們之間的豎直距離分別為h1=0.1m，h2=0.2m，利用這些數(shù)據(jù)，可求得： （1）物體拋出時(shí)的初速度為 m/s； （2）物體經(jīng)過(guò)B時(shí)豎直分速度為 m/s； （3）拋出點(diǎn)在A點(diǎn)上方高度為 m處。,解析:(1)先求T,據(jù),求得:T=0.1s,=2m/s,（2）,=1.5m/s,（3）設(shè)拋出點(diǎn)在A點(diǎn)上方高度為h,下落到點(diǎn)A的時(shí)間為t

22、,則有:,由此兩式可求得h=0.0125m,入射小球,被碰小球,白紙,復(fù)寫紙,實(shí)驗(yàn)裝置,【基礎(chǔ)知識(shí)】,1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篲 2、實(shí)驗(yàn)原理：_ _ _ 3、實(shí)驗(yàn)器材：斜槽、重錘線、大小相同質(zhì)量 _的小球兩個(gè)、_、白紙、復(fù)寫紙、 刻度尺、_；,驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒,讓一運(yùn)動(dòng)小球碰撞靜止小球，碰 撞后都做平拋運(yùn)動(dòng)，下落相同的高度，根據(jù)兩 球平拋的水平距離，驗(yàn)證,4、注意事項(xiàng)： (1)斜槽末端必須_； (2)入射球質(zhì)量必須_被碰球質(zhì)量； (3)入射球每次都應(yīng)從斜槽上_ _滾下； (4)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置、記錄的白紙的位置必須 _； (5)小球平拋的水平距離必須取其_ 進(jìn)行測(cè)量 .,驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置

23、,m1,m2,說(shuō)明：,m1 為入射小球，,m2 為被碰小球。,且m 1m2,o,M,N,O,P,m1,入射小球從固定點(diǎn)靜止釋放下落時(shí)的情況,M,N,O,P,m1,m2,碰撞時(shí)的動(dòng)態(tài)過(guò)程,在實(shí)驗(yàn)中要注意的事項(xiàng),.斜槽末端的切線應(yīng)保持水平，以保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，檢驗(yàn)的方法是將小球放在水平軌道上任何位置，看其能否都保持靜止?fàn)顟B(tài),.入射小球的質(zhì)量m1應(yīng)大于被碰小球的質(zhì)量m2，以保證入射小球碰撞后繼續(xù)前進(jìn).,3.每次釋放入射小球，應(yīng)從斜槽上同一高度無(wú)初速釋放.應(yīng)進(jìn)行多次碰撞，落點(diǎn)取平均位置來(lái)確定，以減小偶然誤差.（斜槽不一定要光滑）,4.白紙鋪好后不能移動(dòng)。,【實(shí)驗(yàn)原理】,只要小球下落的高度相同，在落地

24、前運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就相同，則有,m1 OP m 1OMm 2ON,所以,只要測(cè)出小球的質(zhì)量,及兩球碰撞前后飛出的水平距離，代入公式就可驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。,V1= OP / t,V2= ON / t,V1= OM / t,代入,m 1V1 m1 V 1m 2V2,【實(shí)驗(yàn)步驟】,1、用天平測(cè)出兩小球的質(zhì)量m1、m2。,2、按圖安裝斜槽并調(diào)節(jié)斜槽使其末端點(diǎn)切線水平，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置使兩小球相碰時(shí)處于同一水平高度，且碰撞瞬間，入射球與被碰球的球心連線與軌道末端的切線平行，以確保正碰后的速度方向水平。,3、在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙。,4、在白紙上記下重垂線所指的位置O。,5 、先不放上被碰小球，讓入射小

25、球（m大的）從斜槽上某一高度滾下，重復(fù)10次，用盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面，圓心P就是小球落點(diǎn)的平均位置。,6、把被碰小球放在斜槽邊沿上，讓入射小球從原來(lái)的高度流下，使它們發(fā)生正碰，重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次，用同樣的方法標(biāo)出碰撞后入射小球落點(diǎn)的平均位置和被碰小球落點(diǎn)的平均位置。,7、過(guò)ON在紙上作一條直線用刻度尺測(cè)量線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度,8 、在驗(yàn)證動(dòng)量守恒，只須將兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2和相應(yīng)的速度的數(shù)值代入下式中看等式是否成立？,江蘇省啟東市07屆第一學(xué)期期中測(cè)試13,13如圖為實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 （1）若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2

26、，則 （ ） Am1 m2r1 r2 Bm1 m2r1 m2r1r2 Dm1 m2r1r2,C,（2）為完成此實(shí)驗(yàn)，以下所提供的測(cè)量工具中必需的是_。（填下列對(duì)應(yīng)的字母） A直尺B游標(biāo)卡尺C天平 D彈簧秤E秒表 （3）設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1,被碰小球的質(zhì)量為m2,P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置,則關(guān)系式（用m1、m2及圖中字母表示） 成立，即表示碰撞中動(dòng)量守恒。,A C,例、某同學(xué)用圖所示裝置通過(guò)半徑相同的、兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。圖中是斜槽，為水平槽。實(shí)驗(yàn)時(shí)先使球從斜槽上某一固定位置由靜止開(kāi)始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡。重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡。再把B球放

27、在水平槽上靠近槽末端的地方，讓球仍從位置由靜止開(kāi)始滾下，和球碰撞后，、球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡。重復(fù)這種操作10次。圖中點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)。球落點(diǎn)痕跡如圖所示，其中米尺水平放置，且平行于、所在的平面，米尺的零點(diǎn)與點(diǎn)對(duì)齊。,典型例題,3+2 P216-5,(1)碰撞后球的水平射程應(yīng)取為_(kāi)cm. (2)在以下選項(xiàng)中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量? 答：_(填選項(xiàng)號(hào)). A.水平槽上未放球時(shí)，測(cè)量球落點(diǎn)位置到點(diǎn)的距離 B.球與球碰撞后，測(cè)量球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離 C.測(cè)量球或球的直徑 D.測(cè)量球與球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比) E.測(cè)量點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度,64.7,AB

28、D,典型例題,例、現(xiàn)有下列A、B、C、D、四個(gè)小球，在做驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，入射小球應(yīng)用_球，被撞小球應(yīng)用_. A.質(zhì)量為43 g，直徑為2.2 cm B.質(zhì)量為32 g，直徑為3.2 cm C.質(zhì)量為20 g，直徑為2.2 cm D.質(zhì)量為25 g，直徑為3.2 cm,例、在做“碰撞中的動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)必須要求的條件是：（ ） A.斜槽軌道必須是光滑的 B.斜槽軌道末端的切線是水平的 C.入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下 D.碰撞的瞬間，入射球與被碰球的球心連線與軌道末端的切線平行,典型例題,用單擺測(cè)重力加速度,實(shí)驗(yàn)原理,當(dāng)單擺擺角很?。ㄐ∮?）時(shí)，可看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其固有周

29、期為,由公式可得,故只要測(cè)定擺長(zhǎng)l 和單擺的周期T，即可算出重力加速度g。,實(shí)驗(yàn)儀器,長(zhǎng)約1米的（不可伸縮的）細(xì)線、小鐵球、鐵架臺(tái)（連鐵夾）、米尺、游標(biāo)卡尺、秒表,實(shí)驗(yàn)步驟,（1）將細(xì)線的一端穿過(guò)鐵球上的小孔并打結(jié)固定好，線的另一端固定在鐵架臺(tái)上，做成一個(gè)單擺。,（2）用毫米刻度的米尺測(cè)定單擺的擺長(zhǎng)l（擺線靜掛時(shí)從懸掛點(diǎn)到球心的距離）。,實(shí)驗(yàn)步驟,（3）讓單擺擺動(dòng)（擺角小于5），測(cè)定n（3050）次全振動(dòng)的時(shí)間t，求出單擺的平均周期 T=t/n ；,（4）算出重力加速度,注意事項(xiàng),1、細(xì)線不可伸縮，長(zhǎng)度約1m。小球應(yīng)選用密度較大 的金屬球，直徑應(yīng)較?。ㄗ詈貌怀^(guò)2）。,2、單擺的上端不要卷在夾

30、子上，而要用夾子加緊， 以免單擺擺動(dòng)時(shí)擺線滑動(dòng)或者擺長(zhǎng)改變，且 l=l+d/2。,3、最大擺角小于5，可用量角器測(cè)量，然后通過(guò) 振幅來(lái)掌握。,注意事項(xiàng),4、擺球擺動(dòng)時(shí)要在同一個(gè)豎直平面內(nèi)。,5、計(jì)算單擺的振動(dòng)次數(shù)時(shí)，應(yīng)以擺球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，以后擺球從同一方向通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)，且在數(shù)零的同時(shí)按下秒表，開(kāi)始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)，并且要測(cè)多次全振動(dòng)的總時(shí)間，然后除以振動(dòng)次數(shù)，如此反復(fù)三次，求得周期的平均值作為單擺的周期。,1、求平均值法,由 可得,2、圖像法：,據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)做出 圖像,思考該圖像斜率代 表什么涵義？,則我們可以利用 圖像的斜率得到,公式：,數(shù)值：,數(shù)據(jù)處理,1、系統(tǒng)誤差,2、偶然誤

31、差,誤差來(lái)源：,小球與細(xì)線受到空氣阻力的作用,減小誤差的方法：,誤差來(lái)源：,測(cè)量細(xì)線長(zhǎng)度與小球直徑時(shí)的測(cè)量誤差。,用秒表測(cè)量單擺周期時(shí)按秒表時(shí)造成的測(cè)量誤差。,減小誤差的方法：,選擇質(zhì)量比較大體積小的小球和是伸縮性比較小的細(xì)線,多次測(cè)量求平均值，當(dāng)小球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)按下秒表。,誤差分析,3+2 P216-4,某同學(xué)在做“利用單擺測(cè)重力加速度”實(shí)驗(yàn)中，先測(cè)得擺線長(zhǎng)為101.00cm，擺球直徑為2.00cm，然后用秒表記錄了單擺振動(dòng)50次所用的時(shí)間為101.5s。則 （1）他測(cè)得的重力加速度g=_m/s2。 （2）他測(cè)得的g值偏小，可能的原因是 A測(cè)擺線長(zhǎng)時(shí)擺線拉得過(guò)緊 B擺線上端未牢固地系于懸點(diǎn)

32、，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)， 使擺線長(zhǎng)度增加了 C開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過(guò)遲按下 D實(shí)驗(yàn)中誤將49次全振動(dòng)數(shù)為50次 （3）為了提高實(shí)驗(yàn)精度，在實(shí)驗(yàn)中可改變幾次擺長(zhǎng)l并測(cè)出相應(yīng)的周期T，從而得出一組對(duì)應(yīng)的l與T的數(shù)據(jù)，再以l為橫坐標(biāo)、T2為縱坐標(biāo)將所得數(shù)據(jù)連成直線，并求得該直線的斜率k。則重力加速度g=_。(用k表示),9.76,B,訓(xùn)練,訓(xùn)練,利用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，若測(cè)得g值偏小，可能是由于（ ） 計(jì)算擺長(zhǎng)時(shí)，只考慮懸線長(zhǎng)，而未加小球半徑； 測(cè)量周期時(shí)，將n次全振動(dòng)，誤記成n+1次全振動(dòng)； 計(jì)算擺長(zhǎng)時(shí)，用懸線長(zhǎng)加小球直徑； 單擺振動(dòng)時(shí)，振幅較小,A,在用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，用T2作為縱坐標(biāo)、擺

33、長(zhǎng)L作為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)作圖表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)時(shí)他多取了幾組T2、L值，通過(guò)描點(diǎn)法在T2-L圖像上得到了一條過(guò)原點(diǎn)的直線，此直線的斜率_由此可求出重力加速度，其表達(dá)式為_(kāi),訓(xùn)練,訓(xùn)練,某同學(xué)在用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，由于擺球質(zhì)量不均勻，重心無(wú)法找到，于是他采取了如下方法來(lái)測(cè)定重力加速度。 第一次量得擺球頂部到懸點(diǎn)的長(zhǎng)為L(zhǎng)1，測(cè)得對(duì)應(yīng)振動(dòng)周期為T1； 第二次量得擺球底部到懸點(diǎn)的長(zhǎng)為L(zhǎng)2，測(cè)得對(duì)應(yīng)振動(dòng)周期為T2。則重力加速度的表達(dá)式為：_。,實(shí)驗(yàn)：探究動(dòng)能定理,目標(biāo)定位：,1掌握實(shí)驗(yàn)原理、步驟和注意事項(xiàng)等，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究外力對(duì)物體做功與物體速度的關(guān)系,2會(huì)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，總

34、結(jié)出做功與物體速度平方的關(guān)系,一、實(shí)驗(yàn)原理,探究功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系，可通過(guò)改變力對(duì)物體做的功，測(cè)出力對(duì)物體做不同功時(shí)物體的速度，為簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)可將物體初速度設(shè)置為零，可用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)增加橡皮筋的條數(shù)使橡皮筋對(duì)小車做的功成倍增加，再通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶來(lái)測(cè)量每次實(shí)驗(yàn)后小車的末速度,橡皮筋、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、小車、紙帶、電源、導(dǎo)線、刻度尺、木板、釘子等,二、實(shí)驗(yàn)器材,2把紙帶拴在小車的后面，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先用一條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，把橡皮筋拉伸一定長(zhǎng)度，放開(kāi)小車,三、實(shí)驗(yàn)步驟,1如圖所示組裝好實(shí)驗(yàn)儀器，由于小車在運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，把木板裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端用薄木塊略微墊高，平衡摩擦力,3

35、換紙帶，并改用2條、3條同樣的橡皮筋進(jìn)行第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度要相同,4由紙帶算出小車獲得的速度，把各次實(shí)驗(yàn)獲得的速度依次記入對(duì)應(yīng)的表格中.,5.觀察測(cè)得數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)，大致判斷兩個(gè)量可能的關(guān)系，然后以W為縱坐標(biāo)，以v2(或v、v3)為橫坐標(biāo)作圖，尋找二者的關(guān)系,四、注意事項(xiàng),1平衡摩擦力時(shí)連著紙帶且接通電源 2測(cè)小車速度時(shí)，紙帶上的點(diǎn)應(yīng)選分布均勻部分的，也就是小車做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所打點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量、計(jì)算 3小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并且要先接通電源再釋放小車 4小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點(diǎn)多一些 5橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的,五、誤差分析,1橡皮筋的差異和拉伸長(zhǎng)度差異使做功不同 2

36、平衡摩擦力不徹底或平衡過(guò)了也會(huì)造成誤差 3利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車的速度時(shí)，測(cè)量不準(zhǔn)會(huì)帶來(lái)誤差,典型研析,類型一：利用教材上介紹的裝置探究,【例1】 某學(xué)習(xí)小組做探究“合力的功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖(甲)，圖(甲)中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W.當(dāng)用2條、3條完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出,(1)除了圖(甲)中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、鐵釘、刻度尺和_電源(填“交流”或“直流”)；,交流,(2)實(shí)驗(yàn)中，小車會(huì)受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來(lái)平衡掉摩擦阻力，則下面操作正確的是_ A放開(kāi)小車，能夠自由下滑即可 B放開(kāi)小車，能夠勻速下滑即可 C放開(kāi)拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可 D放開(kāi)拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可,D,(3)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說(shuō)法正確的是_ A橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài) B橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài) C小車在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處 D小車已過(guò)兩